Curie Pierre: znanstveni dosežki. Nobelova nagrada za fiziko Pierra in Marije Curie

Pierre Curie (15. maja 1859 - 19. april 1906) je bil francoski fizik, pionir na področju kristalografije, magnetizma, piezoelektričnosti in radioaktivnosti.

Zgodba o uspehu

Preden se je pridružil raziskavi svoje žene - Maria Sklodowska-Curie, je bil Pierre Curie že znan in spoštovan v svetu fizike. Skupaj s svojim bratom Jacquesom je odkril pojav piezoelektričnosti, v katerem lahko kristal postane električno polariziran in izumil kvarčno ravnovesje. Njegovo delo na simetriji kristalov in sklepov o razmerju med magnetizmom in temperaturo sta dobila tudi odobritev v znanstveni skupnosti. Leta 1903 je podelil Nobelovo nagrado za fiziko s Henrijem Becquerelom in njegovo ženo Maria Curie.

Pierre in njegova žena sta igrala ključno vlogo pri odkrivanju radija in polonija, snovi, ki so s svojimi praktičnimi in jedrskimi lastnostmi vplivale na človeštvo. Njihov zakon je ustanovil znanstveno dinastijo: otroci in vnuki znanih fizikov so postali znani znanstveniki.

Maria in Pierre Curie: biografija

Pierre se je rodil v Parizu v Franciji, v družini Sophie-Claire Depouy, hčerke proizvajalca, in dr. Eugène Curie, zdravnika, ki razmišlja. Njegov oče je družino podpiral s skromno medicinsko prakso, ki je navsezadnje zadovoljeval svojo ljubezen do naravoslovja. Eugene Curie je bil idealist in goreč republikanec in ustanovil bolnišnico za ranjene med komunom leta 1871.

Pierre je prejel univerzitetno izobrazbo doma. Najprej je poučeval svojo mater, nato pa oče in starejši brat Jacques. Še posebej mu je bilo všeč ekskurzije na podeželju, kjer je Pierre opazoval in raziskoval rastline in živali, razvil ljubezen do narave, ki jo je ohranil skozi vse življenje, kar je bila njegova edina zabava in počitek med njegovo nadaljnjo znanstveno kariero. Pri starosti 14 let je pokazal močno nagnjenost k natančnim znanostim in začel študirati s profesorjem matematike, ki mu je pomagal razviti svoj dar v tej disciplini, zlasti prostorsko predstavitev.

Curie Boy je opazoval poskuse, ki jih je opravil njegov oče, in ugotovila naklonjenost poskusnim raziskavam.

Od farmakologov iz fizike

Pierrejevo znanje na fizičnem in matematičnem področju mu je prineslo leta 1875 diplomo visokega šolstva v starosti šestnajst let.

V starosti 18 let je dobil enakovredno diplomo v Sorboni, znanem tudi kot Pariška univerza, vendar se zaradi pomanjkanja sredstev takoj ni vpisal na doktorat. Namesto tega je služil kot laboratorijski pomočnik v svojem alma materu, leta 1878 je postal asistent Paulu Desni, ki je odgovarjal za laboratorijsko delo študentov-fizikov. Takrat je njegov brat Jacques delal v mineralogičnem laboratoriju na Sorbonni in začeli produktivno petletno obdobje znanstvenega sodelovanja.

Uspešna poroka

Leta 1894 se je Pierre srečal s svojo prihodnjo ženo - Maria Sklodowska, ki je študirala fiziko in matematiko na Sorboni in se ji 25. julija 1895 poročila z enostavno civilno poroko. Prejel denar kot denar za darila za poroko. Maria je kupila dve kolesi, na katerih so mladoporočenci poročili za francoski odhod in so bila njihova glavna sredstva za rekreacijo že vrsto let. Leta 1897 so imeli hčer in nekaj dni kasneje je umrla Pierrova mama. Dr. Curie se je preselil v mladega para in pomagal skrbeti za svojo vnuko Irene Curie.

Pierre in Maria sta se posvetila znanstvenemu delu. Skupaj sta ločili polonij in radij, postali pionirji pri proučevanju radioaktivnosti in so prvi uporabljali ta izraz. V svojih delih, vključno s slavnim doktorskim delom Marije, so uporabili podatke, pridobljene s pomočjo občutljivega piezoelektričnega elektrometra, ki so ga ustvarili Pierre in njegov brat Jacques.

Pierre Curie: biografija znanstvenika

Leta 1880 je on in njegov starejši brat Jacques pokazal, da električni potencial, piezoelektričnost, nastane, ko se kristal sklene. Kmalu zatem (1881) je bil dokazan nasprotni učinek: kristali se lahko deformirajo pod vplivom električnega polja. Skoraj vsi digitalni elektronski tokokrogi danes uporabljajo ta pojav v obliki kvarčnih oscilatorjev.

Pred njegovo slavno doktorsko disertacijo o magnetizmu za merjenje magnetnih koeficientov je francoski fizik razvil in izpopolnil izredno občutljive torzijske lestvice. Njihove spremembe so uporabili poznejši raziskovalci na tem področju.

Pierre je preučeval ferromagnetizem, paramagnetizem in diamagnetizem. Ugotovil je in opisal odvisnost sposobnosti snovi, da magnetizirajo na temperaturo, danes znana kot zakon Curie. Konstanta v tem zakonu se imenuje konstanta Curie. Pierre je tudi ugotovil, da imajo feromagnetne snovi kritično prehodno temperaturo, nad katero izgubijo svoje feromagnetne lastnosti. Ta pojav se imenuje točka Curie.

Načelo, ki ga je oblikoval Pierre Curie, doktrina simetrije, je, da fizično dejanje ne more povzročiti asimetrije, ki je v njenem vzroku odsotna. Na primer, nenamerna mešanica peska v breztežnosti nima asimetrije (pesek je izotropen). Zaradi gravitacije nastane asimetrija zaradi smeri polja. Zrna so "razvrščena" v gostoti, kar se poveča z globino. Toda to novo usmerjeno razporejanje delcev peska dejansko odraža asimetrijo gravitacijskega polja, ki je povzročila ločitev.

Radioaktivnost

Delo Pierra in Maria o radioaktivnosti je temeljilo na rezultatih Roentgen in Henri Becquerel. Leta 1898 so po natančni raziskavi odkrili polonij in nekaj mesecev kasneje - radij, ki je izoliral 1 g tega kemijskega elementa iz uraninita. Poleg tega so ugotovili, da so beta žarki negativno nabiti delci.

Za odkritja Pierre in Maria Curie je bilo potrebno veliko truda. Denar ni bil dovolj, in prihranili pri stroških prevoza, so šli na delo na kolesih. Učiteljeva plača je bila dejansko minimalna, vendar je nekaj znanstvenikov še naprej namenilo svoj čas in denar za raziskave.

Odkritje polonija

Skrivnost njihovega uspeha je v novi metodi kemijske analize, ki jo uporablja Curie, na podlagi natančnega merjenja sevanja. Vsaka snov je bila nameščena na eni od plošč kondenzatorja, prevodnost zraka pa smo merili s pomočjo elektrometra in piezoelektričnega kremena. Ta vrednost je bila sorazmerna z vsebnostjo aktivne snovi, kot je uran ali torij.

Par je preveril veliko število spojin skoraj vseh znanih elementov in ugotovil, da so samo radioaktivni uran in torij. Kljub temu so se odločili za merjenje sevanja, ki ga oddajajo rude, iz katerih se pridobivajo uran in torij, kot so halkolit in uraninit. Ruda je pokazala aktivnost, kar je 2,5-krat večja kot urana. Po obdelavi ostankov s kislino in vodikovim sulfidom so ugotovili, da aktivna snov v vseh reakcijah spremlja bizmut. Kljub temu so dosegli delno ločitev, pri čemer so ugotovili, da je bizmut sulfid manj hlapljiv od sulfida novega elementa, ki ga je v čast rojstnega mesta Marie Curie Poljske imenoval polonij.

Radij, sevanja in Nobelova nagrada

26. december 1898, Curie in J. Bemon, vodja raziskave na "Občinski šoli za industrijsko fiziko in kemijo", v svojem poročilu Akademiji znanosti napovedal odkritje novega elementa, ki ga imenujejo radij.

Francoski fizik je skupaj z enim od njegovih učencev najprej odkril energijo atoma, odkrivanja neprekinjenega sevanja toplote s strani delcev novonastalega elementa. Raziskoval je tudi sevanje radioaktivnih snovi in s pomočjo magnetnih polj mu je uspelo ugotoviti, da so nekateri oddajani delci pozitivno nabiti, drugi - negativno in tretji nevtralni. Tako smo zaznali alfa, beta in gama sevanja.

Curie je leta 1903 podelil Nobelovo nagrado za fiziko s svojo ženo in Henrijem Becquerelom. Dodal je priznanje izjemnim storitvam, ki so jih opravili s svojimi raziskavami pojava sevanja, ki jih je odkril profesor Becquerel.

V zadnjih letih

Pierre Curie, čigar odkritja v Franciji prvič niso prejeli širokega priznanja, zaradi česar mu ni uspelo prevzeti stolčnice fizične kemije in mineralogije na Sorboni, je odšel v Ženevo. Premikanje je spremenilo stanje stvari, kar je mogoče razložiti z njegovimi levičnimi stališči in nesoglasji glede politike tretje republike glede znanosti. Po kandidiranju je bil leta 1902 zavrnjen, leta 1905 pa je bil sprejet na Akademijo.

Prestiž Nobelove nagrade je francoski parlament leta 1904 spodbudil k ustvarjanju novega profesorja za Curie na Sorboni. Pierre je dejal, da ne bo ostal na šoli za fiziko, dokler ne bo v celoti financiran laboratorij s potrebnim številom pomočnikov. Njegovo zahtevo je bilo izpolnjeno, Maria pa je vodila njegov laboratorij.

Do začetka leta 1906 je bil Pierre Curie končno pripravljen, da se je prvič začel delati v ustreznih pogojih, čeprav je bil bolan in zelo utrujen.

19. aprila 1906 v Parizu med kosilnico, ki je potekal s sestanka s kolegi v Sorboni, ki je speljal spolzki dež Ryo Dauphin, je Curie zdrsnil pred vozičkom. Znanstvenik je umrl zaradi nesreče. Njegova prezgodnja smrt, čeprav tragična, mu je vseeno pomagala pobegniti od tistega, kar je odkril Pierre Curie - izpostavljenost sevanju, ki je kasneje ubila njegovo ženo. Par je pokopan v kripti Panteona v Parizu.

Dedovanje znanstvenika

Zaradi radioaktivnosti radija je zelo nevaren kemični element. Znanstveniki so to ugotovili šele po tem, ko je uporaba te snovi za osvetlitev številčnic, plošč, ure in drugih orodij v začetku dvajsetega stoletja začela vplivati na zdravje laboratorijskih tehnikov in potrošnikov. Kljub temu se kloridni radij uporablja v medicini za zdravljenje raka.

Polonius je dobil različne praktične aplikacije v industrijskih in jedrskih objektih. Znana je tudi kot zelo strupena snov in se lahko uporablja kot strup. Morda je najpomembnejša njegova uporaba kot nevtronska varovalka za jedrsko orožje.

V čast Pierre Curie na radiološkem kongresu leta 1910 po smrti fizike je bila poimenovana enota radioaktivnosti, ki je bila enaka 3.7 × 10 ¹⁰ razpad na sekundo ali 37 gigabeekerjev.

Znanstvena dinastija

Otroci in vnuki fizikov so postali tudi ugledni znanstveniki. Njena hči Iren se je poročila z Fredericom Joliotom in leta 1935 sta skupaj prejela Nobelovo nagrado za kemijo. Najmlajša hči Eve, rojena leta 1904, se je poročila z ameriškim diplomatom in direktorico Združenih narodov za otroke. Je avtorica biografije njene mame "Madame Curie" (1938), prevedena v več jezikov.

Vnukinja - Helene Langevin-Joliot - postala je profesor jedrske fizike na Univerzi v Parizu in vnuk - Pier Joliot-Curie, ki je bil imenovan v čast svojega dedka - znanega biokemista.